Valutare le risposte fisiologiche a seguito della supplementazione di aria con una concentrazione elevata di ossigeno tramite il prodotto UltraOxy in diverse tipologie di soggetti e attività fisiche.

Oltre a ciò, si è cercato di definire modalità e mezzi pratici di supplementazione durante la pratica sportiva.

Za procjenu fizioloških odaziva na visoku koncentraciju dodatnog kisika iz proizvoda UltraOxy u nekoliko vrsta subjekta i tjelesne aktivnosti.

Istraživanje je također imalo za cilj definirati praktična sredstva i metode nadopunjavanja tijekom sportskih aktivnosti.

Ad oggi in letteratura scientifica esistono poche ricerche riguardanti la supplementazione di ossigeno tramite dispositivi portatili.

Alcuni studi hanno osservato miglioramenti della performance in somministrazioni di aria iperossica tramite maschere con strumentazioni stazionarie (Cardinale, 2018); le poche ricerche condotte non hanno indagato approfonditamente le risposte fisiologiche e le modalità di applicazione di questa sostanza.

La supplementazione di ossigeno è stata spesso associata a terapie cliniche in pazienti neurologici o con problematiche respiratorie (White, 2013).

La performance sportiva è legata sia al miglioramento del risultato in gara che al miglioramento delle capacità di recupero nel breve, medio e lungo periodo tra le competizioni.

Il miglioramento della performance e l’ossigeno sono spesso messi in relazione con i cambiamenti fisiologici dovuti all’esercizio in altitudine oppure con le metodologie di alterazione della pressione parziale tramite camere iperbariche (Bailey,1997; Wilber, 2004).

Al contrario la supplementazione di ossigeno tramite dispositivi portatili potrebbe essere un nuovo approccio metodologico sia in ambito sportivo che clinico, osservando soprattutto le ultime ricerche effettuate con strumentazioni stazionarie.

Ad oggi pochi studi riportano delle linee guida sulle modalità di supplementazione in termini di tempo di applicazione e numero di insufflazioni.

Alcuni studi hanno solamente sottolineato come le variazioni fisiologiche fossero dipendenti dalla più elevata concentrazione di O2 inalato oppure hanno evidenziato miglioramenti in termini di lavoro svolto (Heller, 1995), così come concentrazioni tissutali maggiori portino ad un recupero più rapido soprattutto in attività intermittenti (Nummela, 2002), senza però studiare gli aggiustamenti cardiorespiratori e metabolici.

Indagare pertanto le risposte fisiologiche e cardiorespiratorie, oltre a definire dei mezzi e metodi per prescrivere una supplementazione efficace, si rivela un’interessante area di studio.

Do danas se malo istraživačkih studija u znanstvenoj literaturi bavilo nadopunom kisika putem prijenosnih uređaja.

U nekim je studijama primijećena poboljšana forma primjenom hiperoksičnog zraka putem maski sa stacionarnim aparatom (Cardinale, 2018.). Nekoliko provedene studije nisu dublje istraživale fiziološki odaziv i metode primjene ove tvari.

Dodatak kisika često se povezuje s kliničkom terapijom neuroloških pacijenata ili pacijenata s respiratornim problemima (White, 2013.).

Sportska izvedba povezana je s poboljšanim rezultatima natjecanja, kao i poboljšanim mogućnostima oporavka u kratkom, srednjem i dugom roku između natjecanja.

Poboljšana forma i kisik često su povezani s fiziološkim promjenama koje se događaju kao rezultat treninga na visini ili zbog metoda koje mijenjaju parcijalni tlak kroz hiperbarične komore (Bailey, 1997.; Wilber, 2004.).

Nasuprot tome, nadoknada kisika putem prijenosnih uređaja mogla bi postati novi metodološki pristup u sportskoj i kliničkoj praksi, posebice s obzirom na najnovija istraživanja provedena pomoću stacionarnih aparata.

Malo je studija dalo smjernice za suplementaciju za vrijeme primjene i broj inhalacija. Neke su studije samo istaknule da fiziološke varijacije ovise o višoj koncentraciji udahnutog O₂ ili su pokazale poboljšanja u pogledu obavljene aktivnosti (Heller, 1995.), ili da veće koncentracije tkiva dovode do bržeg oporavka, osobito u povremenim aktivnostima (Nummela, 2002.), iako bez proučavanja kardiorespiratornih i metaboličkih prilagodbi.

Stoga je jedno zanimljivo područje proučavanja istraživanje fizioloških i kardiorespiratornih odaziva, uz definiranje sredstava i metoda za propisivanje učinkovite suplementacije.

Il protocollo sperimentale ha preso in considerazione diverse tipologie di sport con relativi modelli prestativi di riferimento. Sono stati scelti per lo studio le seguenti attività sportive: Calcio, Endurance (Corsa, Ciclismo) e CrossFit.

Eksperimentalni je protokol razmatrao nekoliko vrsta sportova i njihove povezane modele učinkovitosti. Za istraživanje su odabrane sljedeće sportske aktivnosti: nogomet, izdržljivost (trčanje, vožnja bicikla) i CrossFit.

Complessivamente nello studio sono stati valutati 20 soggetti.

Tutti e 20 i partecipanti hanno eseguito un test BASALE (T0), senza utilizzare alcuna forma di supplemento e con le stesse modalità di esercizio della successiva prova fatta con il supplemento di Aria respirabile 21% O2 oppure Ossigeno respirabile (UltraOxy).

Il consumo di ossigeno medio delle prove è stato di 40,7 ± 5,2 e 46,0 ± 6,3 ml/Kg/min nelle due prove BASALE T0 mentre di 39,4 ± 5,1 e 46,2 ± 6,0 ml/Kg/min nelle due prove Texp (ARIA e O2; 8 x BREATH).

Il valore medio dei parametri cardiorespiratori e metabolici delle prove BASALE (T0), Texp (ARIA) e di Texp (O2; 8 x BREATH) è riportato nella tabella di seguito.

Tra la condizione BASALE (T0) v Texp (ARIA) non è stata trovata alcuna differenza significativa nei parametri studiati.

Nel confronto tra la condizione BASALE (T0) e la Texp (8 x BREATH O2) sono risultati significativamente differenti (entrambi p < 0,01) il parametro ventilatorio di RF (freq. respiratoria) e di TAU (cinetica del sistema respiratorio).

Il valore complessivo medio di RF è stato di 47,3 ± 10,1 (T0) mentre di 43,6 ± 9,0 nella Texp (O2, 8 x BREATH).

Le TAU sono risultate invece pari a 49,8 ± 12,8 sec (T0) e 42,1 ± 12,7 sec nella Texp (O2, 8 x BREATH).

U studiji je ocjenjivano ukupno 20 ispitanika.

Svih 20 sudionika provelo je test na POČETNOJ VREDNOSTI (T₀), ne primajući dodatke i s istim postupcima vježbanja kao što su korišteni u sljedećem testu obavljenom uz dodatak 21 % O₂ udisanjem zraka ili udisanjem čistog kisika (UltraOxy).

Prosječna vrijednost unosa kisika u testovima bila je 40,7 ±5,2 i 46,0 ±6,3 ml/kg/min u dva T₀ testa sa POČETNIM VRIJEDNOSTIMA, te 39,4 ±5,1 i 46,2 ±6,0 ml/kg/min u dva Texp testa (AIR and O₂; 8 UDISAJA).

Prosječna vrijednost kardiorespiratornih i metaboličkih parametara u testovima sa POČETNIM VRIJEDNOSTIMA (T₀), Texp (zrak) i Texp (O₂; 8 UDISAJA) prikazana je u donjoj tablici.

Nije pronađena značajna razlika u parametrima između POČETNE VRIJEDNOSTI (T₀) i Texp (zrak).

Usporedbom POČETNE VRIJEDNOSTI(T₀) i Texp (8 UDISAJA O₂), parametri ventilacije RF (respiratorna frekvencija) i TAU (kinetika dišnog sustava) značajno su se razlikovali (oba p < 0.01).

Prosječna ukupna vrijednost za RF bila je 47,3 ±10,1 (T₀), a 43,6 ±9,0 u Texp (O₂, 8 UDISAJA).

TAU je iznosio 49,8 ±12,8 s (T₀) i 42,1 ±12,7 s u Texp (O₂, 8 UDISAJA).

L’obiettivo dello studio sperimentale è stato quello di misurare le risposte fisiologiche a seguito della supplementazione di ossigeno tramite bombola portatile UltraOxy in diverse tipologie di soggetti e sport. Inoltre, si è cercato di definire se un preciso protocollo sperimentale di applicabilità di UltraOxy (8 respiri entrambi PRE – DURANTE esercizio) durante la pratica sportiva fosse più efficace rispetto ad un altro.
L’osservazione degli adattamenti è stata fatta in acuto (all’interno dell’arco temporale di esercizio) durante l’esecuzione di diverse forme di attività fisica.

A tal proposito è importante dare indicazione che l’uso di supplementi di ossigeno tramite inalazione è escluso dalla lista dei metodi proibiti

Ad oggi alcune aziende stanno investendo in questo settore anche se la letteratura in questo campo metodologico è assai scarna e solo recentemente sono state riportate alcune evidenze riguardo il miglioramento delle prestazioni fisiche mediante l’utilizzo di supplementi di aria altamente concentrata di ossigeno.
Gli studi più recenti hanno analizzato gli adattamenti fisiologici in seguito alla supplementazione di aria iper-ossigenata rispetto alle variazioni di lattato ematico, SpO2 e FC. Oltre a questi, vengono spesso indagate la percezione dello sforzo (RPE) e la capacità cognitiva.

Alcuni studi invece hanno valutato le risposte post-esercizio in termini di stress ossidativo-infiammatorio. La maggior parte degli studi ha riportato evidenze seppur senza indagare approfonditamente la componente cardiorespiratoria.

Il presente studio pilota è il primo ad aver misurato le risposte cardiorespiratorie alla somministrazione tramite inalazione di ossigeno respirabile.

In acuto è possibile osservare come la cinetica di attivazione dell’apparato respiratorio e la frequenza respiratoria dei soggetti siano significativamente inferiori nel gruppo Texp (O2; 8x BREATH) rispetto al controllo BASALE T0.

In generale, il corpo regola la frequenza respiratoria in modo dinamico per mantenere un equilibrio tra l’apporto di ossigeno e l’eliminazione di anidride carbonica, garantendo così una corretta funzione dell’organismo.

Sappiamo che questa regolazione risponde a stimoli di tipo nervoso o chimico.

La regolazione avviene principalmente attraverso il sistema nervoso in base alle esigenze del corpo in termini di apporto di ossigeno e rimozione di anidride carbonica.

Il centro respiratorio, situato nel tronco encefalico, gioca un ruolo chiave in questo processo.

L’ipotesi del presente studio è che laddove la condizione sperimentale prevedeva l’insufflazione di aria iper-concentrata di ossigeno (O2), in sufficienti quantità e flussi (8 x BREATH), vi è stato un apporto tale di ossigeno da modulare il controllo nervoso periferico (legato alla componente chimica) di risposta respiratoria.

Infatti, il parametro di RF, frequenza respiratoria è risultato significativamente inferiore (p < 0,01) nella condizione BASALE T0 47,3 ± 10,1 (T0) rispetto al Texp (O2; 8x BREATH) 43,6 ± 9,0.

È importante notare che solamente la condizione 8 x BREATH ha permesso di apportare un quantitativo minimo di aria iper-ossigenata in grado di modificare le risposte respiratorie neuro-mediate in quanto probabilmente tale flusso e quantità (circa 30-40 sec di inspirazione) sono sufficientemente efficaci.

Il numero di insufflazioni è in linea con alcuni studi che hanno riportato anch’essi miglioramenti prestativi sfruttando metodi simili (8 respiri / 30-45sec).

Questa risposta adattiva alla diminuzione degli atti respiratori al minuto si è associata anche alla presenza di TAU, cinetiche di risposta del VO2 più rapide e significativamente differenti sempre nel gruppo sperimentale rispetto al controllo, (49,8 ± 12,8 sec BASALE (T0) e 42,1 ± 12,7 sec nella Texp (8x BREATH O2); p < 0,01).

La “TAU” del consumo di ossigeno (o “time constant” del consumo di ossigeno) si riferisce infatti a un parametro utilizzato per descrivere la risposta dinamica del sistema di consumo di ossigeno in risposta a cambiamenti di input o stimoli.

Matematicamente rappresenta il tempo necessario per il consumo di ossigeno di un organismo per raggiungere il 63,2% della variazione totale in risposta a una perturbazione, che nel nostro studio va associata alla supplementazione di aria con ossigeno iper-concentrato.
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La TAU è influenzata da diversi fattori, tra cui la genetica, l’età, il livello di allenamento, la salute del soggetto e la specificità dell’esercizio fisico svolto.

Per quanto riguarda il meccanismo di controllo della cinetica del VO2, sono state proposte 2 ipotesi opposte.

Una di queste suggerisce che il tasso di aumento di VO2 all’inizio dell’esercizio è limitato dalla capacità di consegna di ossigeno al muscolo attivo.

L’altra ipotesi suggerisce che la capacità dell’uso dell’ossigeno nell’esercizio muscolare agisce come il fattore limite del tasso aumento del VO2.

Queste ipotesi sono ancora in discussione, sicuramente dal punto di vista sportivo e della salute è stato dimostrato come TAU più basse e rapide siano associabili a migliori prestazioni (Dupont, 2005; Dupont, 2010), minori debiti di ossigeno (EPOC) e soprattutto tempi di recupero più veloci grazie ad un’accelerata risposta adattiva (Xu, 1999).

Esempi di TAU di alcuni soggetti testati:

Cilj ove studije bio je izmjeriti fiziološke reakcije na dodatni kisik iz prijenosnog spremnika UltraOxy u različitim vrstama ispitanika i sportova. Osim toga, studija je imala za cilj utvrditi da li je određeni eksperimentalni protokol koji uključuje primjenu čistog kisika UltraOxy (8 udisaja prije i tijekom vježbanja) učinkovitiji od drugog. Prilagodbe su promatrane u akutnom okruženju (unutar razdoblja vježbanja) tijekom različitih oblika tjelesne aktivnosti.

Važno je spomenuti da se dodatni kisik inhalacijom ne nalazi na popisu zabranjenih metoda.

Neke tvrtke trenutno ulažu u ovo područje, unatoč nedostatku opsežne literature o toj temi i činjenici da su se tek nedavno pojavili dokazi kako dodaci kisika visoke koncentracije mogu poboljšati fizičku učinkovitost.
Nedavne studije analizirale su fiziološke prilagodbe u smislu promjena u laktatu u krvi, SpO₂ i HR nakon dodavanja hiperoksigeniranog zraka. Pored toga često se istražuju i ocjena percipiranog napora (RPE) i kognitivne sposobnosti.

Neke su studije procijenile odazive nakon vježbanja u smislu oksidativnog i upalnog stresa. Većina studija pruža dokaze, iako bez dubinskog istraživanja kardiorespiratorne komponente.

Ova pilot studija prva je koja mjeri kardiorespiratorne odazive na davanje kisika za disanje inhalacijom.

U akutnom okruženju, moguće je primijetiti da su kinetika unosa respiratornog sustava i respiratorna frekvencija u ispitivanih subjekata značajno niže u testovima Texp (O₂;UDISAJA) nego u POČETNOJ VRIJEDNOSTI T₀.

Općenito govoreći, tijelo dinamički regulira frekvenciju disanja kako bi održalo ravnotežu između unosa kisika i eliminacije ugljičnog dioksida, čime se osigurava ispravno funkcioniranje tijela.

Znamo da ova regulacija reagira na živčane ili kemijske podražaje.

Regulacija se primarno odvija putem živčanog sustava, ovisno o zahtjevima organizma u pogledu unosa kisika i izbacivanja ugljičnog dioksida.

Respiratorni centar, smješten u moždanom deblu, ima ključnu ulogu u tom procesu.

Hipoteza u ovoj studiji je da kada je testni uvjet uključivao udisanje zraka s hiperkoncentriranim kisikom (O₂) u dovoljnim količinama i brzinama protoka (8 UDISAJA), unos je kisika bio dovoljan za modulaciju kontrole perifernog živčanog sustava (povezano s kemijskom komponentom) respiratornog odaziva.

Uistinu, RF (respiratorna frekvencija) bila je značajno niža (P < 0.01) na POČETNOJ VRIJEDNOSTI T₀s 47,3 ±10,1 (T₀) nego kod Texp (O₂; 8 UDISAJA) s 43.6 ± 9.0.

Važno je napomenuti da je samo test sa 8 UDISAJA doveo do minimalnog unosa hiperoksigeniranog zraka koji je bio dovoljan za modificiranje živčano posredovanih respiratornih odaziva, budući da su ova brzina protoka i količina (približno 30–40 sekundi udisaja) vjerojatno dovoljno učinkovite.

Broj udisaja u skladu je s drugim studijama koje su izvijestile o poboljšanju učinka korištenjem sličnih metoda (8 udisaja/30–45 s).

Ovaj adaptivni odaziv na smanjenje udisaja u minuti također je bio povezan s prisutnošću TAU, bržom i značajno drugačijom kinetikom odaziva VO₂ još uvijek u eksperimentalnoj skupini nego u kontrolnoj (POČETNA VRIJEDNOST 49,8 ±12,8 s (T₀) 42,1 ±12,7 s u testu Texp (8 UDISAJA O₂); p < 0.01).

TAU (vremenska konstanta) za unos kisika parametar je koji se koristi za opisivanje dinamičkog odaziva sustava na unos kisika za promjene ulaznih parametara ili podražaje.

Matematički to predstavlja vrijeme koje je potrebno da tjelesni unos kisika dosegne 63,2 % ukupne varijacije kao odgovor na smetnju, što je u našoj studiji povezano s dodatkom zraka koji sadrži hiperkoncentrirani kisik.

Na TAU utječe nekoliko čimbenika, uključujući genetiku, dob, razinu treniranosti, zdravlje subjekta i specifičnost vježbe koju izvodi.

Predložene su dvije suprotne hipoteze u vezi s kontrolnim mehanizmom kinetike VO₂ kinetics.

Jedna je da je stopa porasta VO₂ na početku vježbe ograničena sposobnošću isporuke kisika aktivnom mišiću.

Druga je hipoteza da sposobnost korištenja kisika u vježbi mišića djeluje kao ograničavajući faktor na brzinu povećanja VO₂.

O tim se hipotezama još uvijek raspravlja. U sportskom i zdravstvenom području sigurno se pokazalo da niži i brži TAU mogu biti povezani s boljom učinkovitošću (Dupont, 2005; Dupont, 2010), manjim kisikovim dugom (EPOC) i, iznad svega, bržim oporavkom zahvaljujući ubrzanom adaptivnom odazivu (Xu, 1999).

Primjeri TAU kod nekih testiranih subjekata: